CN116215094A - 用于干燥印刷油墨的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种与打印机通信的方法和装置(100)。所述打印机包括至少一个打印头(210)，其被配置为将液体油墨(211)沉积在承印物(300)的表面(310)的区域上。液体油墨包括溶剂部分和干物质。装置(100)包括至少一个喷嘴(120A‑120C)，其被配置为在所述区域上产生具有气流速度和/或气流形状的气流(111)，使得液体油墨的溶剂部分的蒸发速率增加，并且气流传播速度的变化率随着垂直于气流方向的距离而增加并且在承印物的表面(310)和沉积油墨(212)上方被最大化。

Description

用于干燥印刷油墨的装置和方法
技术领域
本发明总体涉及用于干燥承印物上的油墨沉积的方法和装置，特别地涉及特别是在高速喷墨打印机中加速油墨沉积中的溶剂蒸发的方法和装置。
背景技术
我们身边有各种不同的消费品，这些产品都装在包装中。产品包装是任何商品的重要组成部分，因为其提供了产品的相关信息。无论是食品还是化妆品，其包装上都印有关于制造、有效期和批号的详细信息。这些详细信息对于消费者而言是必需的。除了信息之外，清晰且高质量的印刷也为成品的整体外观加分。它是品牌的一部分，并建立产品的声誉。因此，改进的包装材料和完美的印刷技术被用于制备成品。
例如，喷墨打印机在印刷行业得到广泛应用，因为它们具有许多优点：运行时更安静，可通过更高的分辨率打印更精细、更平滑的细节，具有摄影质量打印效果的消费类喷墨打印机随处可买，与热蜡、染料升华和激光打印等技术相比，喷墨打印机的优点是几乎没有预热时间，而且通常成本更低。
某些类型的工业喷墨打印机，例如墨滴体积为200至2000pl(10至10000pl)和连续喷墨(CIJ)的喷墨打印机能够以非常高的速度、宽幅面进行打印，或者用于标牌、纺织品、陶瓷、金属等各种工业应用。
喷射液体油墨会在介质上产生墨点，最终留下由粘合剂、树脂、染料、颜料等组成的油墨干燥残留物。由于蒸发机制，溶剂会流失，这意味着溶剂正将其热力学状态从液态变为气态。在一些生产线中，产品在标记后被包装、堆放和/或缠绕。因此，干燥过程必须快速，以将印刷图案固定在承印物上。这个短时间窗口对于从印刷位置/点蒸发掉溶剂是一个挑战。因此，需要提高干燥过程的速度。
目前，油墨和打印机生产商在油墨组合物中使用高挥发性溶剂，这可能会带来安全和法规方面的问题。已知的实例是甲乙酮(MEK或丁酮)、甲醇或甲基异丙基酮(MIPK或3-甲基-2-丁酮)等溶剂。另一方面，醇(例如乙醇)和水也是已知用于油墨组合物的溶剂，但由于与低蒸发速率相关的挑战，它们的应用受到限制。
蒸发速率低的问题在例如数字印刷(纺织、纸张等)等领域非常普遍。为加快干燥时间，已经实施了基于泵、电加热器和高强度光源(例如红外线)的各种解决方案。这些解决方案尺寸过大，并不适合喷头和/或安装空间较小的喷码和标记喷墨打印，例如CIJ。此外，上述技术方案的干燥时间暴露仍然太长，不适合用于喷码和标记喷墨打印。
使用液体油墨的CIJ打印机面临着干燥时间限制。这种性能通常通过使用挥发性溶剂(例如甲醇和酮类(例如MEK))进行精制来解决。这些溶剂的问题愈来愈大，因为它们需要贸易许可证和授权才能符合法规。因此，需要提供具有替代溶剂的油墨。
发明内容
本发明解决了上述问题，特别是在涉及高速喷墨打印机的应用中。根据示例性实施方式，通过提高干燥过程的速度来解决问题，例如使用包含有效气流的小型干燥器机构。
此外，本发明允许使用低挥发性溶剂，例如水，这是最难干燥的溶剂之一。因此，本发明可有助于在高速喷墨打印机(如CIJ)的油墨中使用替代溶剂，这些溶剂不受贸易许可证或授权要求的约束，也不会造成任何安全和健康问题。
根据一些实施方式，为加快蒸发过程，建议在印刷图案上面或上方使用加热气流。
例如，在按需喷墨打印机或类似技术中，打印速度通常较低，因此有时间干燥油墨沉积。因此，本发明提供了一种针对高速移动介质(即，仅短时间暴露于干燥设备的承印物)优化的解决方案。此外，从机械集成的角度来看，本发明是容易的。特别地，一些示例性实施方式，在包括高速CIJ打印机的生产线中，其中小尺寸打印头在生产线内的集成方面提供灵活性，干燥器的小型化是获得与打印头尺寸一致的尺寸/所占面积的挑战。CIJ打印广泛用于高速移动的单个产品的标记/喷码，这意味着可用于进行干燥的持续时间/时间非常短(在产品快速包装之前)。因此，本发明适用于工业喷墨打印机，例如墨滴体积为200pl至2000pl(皮升)(10至10 000pl)的喷墨打印机和能够以非常高的速度、宽幅面进行打印的CIJ打印机，或者用于标牌、纺织品、陶瓷、金属等各种工业应用。
这也意味着本发明适用于介质/承印物高速移动并迅速远离打印头的打印应用。
由于本发明的干燥器设备，干燥时间可减少到与高挥发性溶剂基油墨(例如MEK基油墨)相当。因此，减少或消除了降低生产线速度和/或翻新生产线的需求。
由于这些原因干燥器装置被配置为设置在液体油墨沉积打印头的下游，并且加快沉积在承印物表面的区域上的液体油墨的干燥时间。该装置包括：至少一个喷嘴部，其包括被配置为在所述区域上产生和引导具有气流速度和/或气流形状的层流气流的喷嘴，其中从喷嘴排出的气流呈现前缘和相邻气体层之间的速度差，并且气流传播速度的变化率随着垂直于流动方向的距离而增加，使得液体油墨的溶剂部分的蒸发速率增加，并且气流传播速度的变化率随着垂直于气流方向的距离而增加并且在承印物表面和沉积油墨上方被最大化。在一个实施方式中，气流速度和/或形状是针对液体油墨的特性而产生的。根据一个实施方式，喷嘴包括排气部以将气流成形为气刀。在一个实施方式中，气流具有一个或多个特性，其可包括：流厚度在50μm至500μm之间，优选在100μm至500μm之间；流速度在10m/s至150m/s之间，优选在80m/s至100m/s之间；温度在0℃和150℃之间，优选在100℃的范围内。根据一个实施方式，气流在与承印物位移方向相同的方向上产生。本发明的装置还可包括以下一项或几项：与喷嘴连通的气流放大器装置，其中气流从气体放大器中排出，这可最小化供气管路的尺寸；以及连接到一个或多个打印机外壳或外部源的气体入口。放大系数可以在10至50之间，用于管理压降，即减轻泵的工作负荷。在一个实施方式中，该装置可进一步包括被配置为机械地控制喷嘴排气部处的气流方向的设备。这最大限度地减少了气流厚度的发散，并允许平稳地冲击承印物。在根据一个实施方式的装置中，喷嘴被配置为具有一个或多个特性，例如：相对于承印物平面的垂直轴在70°至80°的角度范围内倾斜；包括用于产生使气流弯曲的康达效应的设备；包括用于引导气流的引导表面。在一个实施方式中，该装置还可包括以下一项或多项：被配置为检测承印物、承印物类型、承印物表面类型、承印物速度中的一项或多项的检测设备；接收打印机配置以采用气流的单元；加热元件；控制器，其被配置为执行以下一项或多项：控制泵；控制加热元件；调整加热元件对于承印物的速度的响应时间；控制一个或多个气流参数并调节到每种溶剂匹配一个液体油墨干燥时间。根据一个实施方式，该气体是空气。根据一个实施方式，打印机是连续喷墨(CIJ)打印机设备。在一个实施方式中，液体油墨包含在25℃下具有1mbar至100mbar范围内的低蒸汽压的溶剂或溶剂混合物。根据一个实施方式，该装置还包括用于净化来自气源的气体以最小化气体中的溶剂量的净化设备。
本发明还涉及一种打印机，其包括配置成将墨滴沉积到承印物上的打印头和打印控制器。如前所述，打印机包括设置在打印头下游的干燥器装置。
本发明还涉及一种蒸发沉积在承印物表面的区域上的液体油墨的溶剂部分的方法。该方法包括通过喷嘴在该区域上产生具有预定流速度和/或形状的层流气流，使得气流呈现前缘和相邻气体层之间的速度差，并且气流传播速度的变化率随着垂直于流动方向的距离而增加，使得液体油墨的溶剂部分的蒸发速率增加，并且承印物表面和沉积油墨上的气体速度梯度被最大化。
附图说明
以下详细描述参考附图。应当注意，不同附图中的相同附图标记可标识相同或相似的元件。
图1是示例性喷墨打印机系统的示意图，其中可实施本文所述的方法和系统；
图2是示例性连续喷墨打印机系统的示意图，其中可实施本文所述的方法和系统；
图3示意性地示出了根据本发明的承印物和沉积墨滴上的气流力学；
图4a和4b非常示意性地示出了溶剂蒸发机制；
图5是示出了沉积油墨和气流的扩散层和边界层的示意图。
图6至9示出了喷嘴头的各种示意性实施方式，
图10是一条示例性的生产线，其中可实施本文所述的方法和系统；
图11示意性地示出了根据本发明的一个实施方式的控制器；以及
图12示出了描绘干燥时间随空气速度变化的实验曲线的示例图。
具体实施方式
以下详细描述不限制本发明。相反，本发明的范围由所附权利要求及等同物限定。
如本文所用，术语“气体”可指既非固体也非液体的物质的气态介质。
如本文所用，术语“气刀”可指具有前缘和相邻气体层之间的速度差的气流，其中传播速度的变化率随着垂直于流动方向的距离而增加。
图1以放大的视图非常示意性地示出了喷墨打印机部分。打印机部分包括打印头210、控制器220和储墨器230。打印机部分还包括根据本发明的一方面的干燥器系统100。根据本实施例的干燥器系统包括控制器110、喷嘴120、泵150、加热元件140、进气口130和检测器160。气体可包括空气或任何合适的(惰性)气体，例如氮气。泵150作为示例给出，并且也可使用任何类型的用于产生气流的装置，例如压缩空气等。
加热元件140和检测器160可以是可选的，并且取决于应用领域。控制器110可以是控制器220的一部分或与其相同。
在操作中，打印头210被配置为从控制器220接收打印信号，并将墨滴211沉积到承印物或信息载体300的表面310上。油墨从储墨器230提供给打印头210。
承印物300可以是任何类型的材料，例如纸、硬纸板、金属、玻璃、塑料等，并以预定速度在远离打印头的方向301上移动。墨滴212从打印头沉积或喷射到承印物的表面310上，并且根据材料类型可被(部分)吸收或干燥。
根据本发明的干燥器系统100用于加速表面310上沉积的墨滴212的干燥过程。该系统的主要功能是在表面和沉积的墨滴212上方产生气流111。气流111成形为具有数百微米厚度的所谓空气或气刀(下文更详细地描述)，以最大化承印物上的气体速度梯度。气流速度可在例如10m/s至150m/s的范围内，优选80m/s。气流111的方向与承印物位移301方向相同。为此，喷射器或喷嘴120位于打印头210的下游，以防止气体冲击飞行中的墨滴。打印头和喷嘴头之间的距离可为1cm至10cm，优选2-3cm。
喷嘴头(在侧视图中示出)可具有基本至少在承印物的整个宽度上延伸的宽度。
图2非常示意性地示出了另一打印机设备的示例性部分，在这种情况下是示例性连续喷墨打印机的一部分。
根据本实施例的打印机部分200包括：喷嘴210、压电换能器215、油墨泵240、储墨器230、充电板250、偏转电极260和边槽270。从边槽270收集的油墨可通过过滤器(未示出)输送到储墨器230。
在操作中，高压泵240将液体油墨从储墨器230驱动到基本上微观的喷嘴210中，产生墨滴211流。墨滴211通过充电板250被赋予电荷，这可随墨滴而变化。
墨滴211流基本对准收集超出的油墨的边槽270，然而沿着行进方向是一个或多个静电偏转板260。改变板260上的电荷会改变墨滴的行进方向，并且由于每个墨滴都有其自身的电荷，结果是它们分别对准目标(承印物)或进入边槽。充电板和偏转板可连接到打印控制器(未示出)。本实施例中边槽的位置是由于附图的限制，在另一个实施方式中，边槽可设置在相对侧，这取决于CIJ是多偏转技术(打印带电墨滴)还是二元技术(打印不带电墨滴。见图1)。
可使用以规则间隔振动的压电晶体215来使墨滴更规则。通过将带电墨滴与在边槽中收集的不带电防护墨滴分离，可改善墨滴的对准。
墨滴可以50kHz至200kHz的频率产生，这允许较高的最大打印速度。压力泵240可设置行进的距离以及油墨扩散的程度，并且墨滴通常可典型地以20m/s行进。
因此，CIJ可使用多种油墨和溶剂。在大多数打印机中，油墨是导电的，但它可携带有色颜料和酮或醇载体，因此油墨可快速干燥并且非常持久。CIJ广泛用于在生产线上标记和喷码产品，特别是在具有不规则表面的物体上打印。
根据本实施例，干燥器系统部分100包括在印刷头下游排成一排的三个干燥器，每个干燥器包括喷嘴120和泵150、控制器110、入口130、可选的气体过滤器180和气体供给管170。加热元件140可设置在一个或所有干燥器中，例如，与泵150、喷嘴120或供给管连通。加热气体也可从外部源供给。
干燥器(喷嘴)的数量或它们的使用(在多个喷嘴的情况下)可能取决于，例如打印作业和类型、承印物类型和/或油墨溶剂。可使用一个或多个干燥器，这取决于例如溶剂是醇基的还是水基的。在高速作业中，可使用多个喷嘴来加速干燥过程。
每个喷嘴120可设置有放大器或放大装置125，例如，包括喷嘴管或喷嘴头的变窄，其产生气流放大。也可使用所谓的康达效应在喷嘴头处实现放大。在操作中，运动中的气体从放大器125排出以最小化来自源的供气管路的尺寸。可利用10至50之间的放大系数管理气体压降，即减轻泵的工作负荷。
每个喷嘴的头部产生气流111，可使用不同的技术对其进行引导，这将在下文更详细地描述。气流产生流过承印物300的表面310和沉积墨滴212的气刀。
可使用例如康达偏转器弯曲气刀方向，以最大限度地减少气刀厚度的发散，并使气流平稳地落在承印物上。由于气流和承印物移动几乎平行，蒸发机制在更长的距离上得到加强。
在一个实施方式中，例如，根据溶剂的类型，可使用加热气体。可使用与泵150和/或喷嘴120连通的加热元件140加热气体以达到0℃至200℃、优选在50℃至150℃之间、最优选100℃的温度，作为目标性能的函数。
检测器可用于检测承印物移动，其触发气流的开/关切换，例如以节省能量。在一个实施方式中，加热器响应时间可被调整为与待打印承印物的移动时间一致，以在休息期间不浪费能量。
在一个示例性实施方式中，可针对每种溶剂控制和调节气流参数，例如，以匹配MEK干燥时间，从而不引入打印行修改。例如，管理干燥器的控制器可使用查找表。该表可包含油墨类型、溶剂类型、干燥时间等。本文使用的术语查找表涉及结构化数据存储，其基于一个或多个输入数据提供一个或多个数据参数，其可用于控制干燥机制的某些功能。
在一个示例性实施方式中，气流参数可由打印机的操作者或用户通过输入诸如油墨类型(名称、Id)、承印物、环境参数(湿度、温度)等信息进行设置，或者由检测器检测，例如通过扫描和读取墨盒id(序列号)或使用墨盒上的RFID和/或使用环境传感器等进行检测。
从每个喷嘴头朝向承印物表面的气流方向基本为90°，或与承印物表面移动方向(逆时针方向)呈45°角。每个喷嘴可相对于与承印物表面垂直的平面倾斜角度α，例如，80°至70°。这也将最大限度地减少气刀的发散，并引导气流轻轻地落在承印物上。在所述的实施方式中还示出了倾斜的喷嘴，垂直的喷嘴可与气流引导装置一起使用。在一些示例性实施方式中，承印物可相对于喷嘴头倾斜。在其他示例性实施方式中，喷嘴可垂直于承印物，同时具有或不具有流引导装置。
为实现有效的溶剂蒸发，一个关键特征是承印物表面的气流边界层的厚度，即气体速度梯度。所谓的“气刀”排除溶液蒸汽，其速度在10m/s至150m/s范围内、优选80m/s至100m/s范围内冲击印刷图案下游的承印物表面。所用气体的类型、种类或性质不受限制，但为了易于实施，空气可能是优选的。来自气源的气体可例如使用过滤器180净化，以最小化溶剂量，特别是最小化处理例如环境空气的蒸汽压低于50％理想地低于5％的水基溶剂的空气的溶剂量。气刀厚度通常可为100μm，以最大限度地提高给定流速的速度。根据给定气体流速的速度，也可考虑50μm至5000μm的厚度范围。
在一些情况下，液体油墨可包含溶剂或溶剂混合物，其中溶剂部分例如在25℃的温度下具有在1mbar至100mbar范围内的低蒸汽压。
因此，在一个实施方式中，可增加油墨溶剂的蒸发速度以允许更高的打印速度。在另一个实施方式中，可使用比MEK更不易挥发的溶剂，如MIPK、异丙醇和水，如前所述，具有低蒸汽压，例如在1mbar至100mbar的范围内。
然而，应当注意，尽管蒸汽压更高，例如乙醇干燥时间可能比MIPK更长。因此，在特定条件下，几克溶剂在与1克乙酸丁酯相同的时间内蒸发。相对于乙酸丁酯的蒸发速率约为：MEK 4.8/MIPK 4/乙醇2。
因此，根据一个示例性实施方式，本发明的快速干燥系统适用于包含蒸发速率低于MEK蒸发速率(和蒸汽压)的溶剂的油墨。
表1示出了25℃下不同溶剂的一些示例性蒸汽压。
溶剂 蒸汽压
MEK 121mbar
乙醇 80mbar
MIPK 70mbar
异丙醇 60mbar
水 32mbar
表1
这些可与速干溶剂例如丙酮和甲醇进行比较，它们的蒸汽压分别为308mbar和169mbar。
图3示出了本发明的基础。当气体111a在表面310上移动时，与承印物的表面310和沉积油墨212接触或相邻的气体层倾向于处于与其实质上接触的承印物/油墨(以下称为物体)相同的运动状态；即，沿承印物表面以及沉积油墨的气体层以与物体相同的速度被携带。如果与移动物体接触的气体和物体上方的气体之间的速度差不太大，则气体以连续、平滑的层流动；也就是说，流动是层流的。结果通过流111b显而易见。承印物300上的箭头指示物体的方向。
因此，通过调整气体边界层δ的厚度来控制溶剂蒸发2121的速率。这可通过对于给定的溶剂特性控制气体注入速度和/或形状来最小化以最大化溶剂蒸汽浓度的梯度。
此外，生成具有受控形状和/或速度的气流与承印物表面和沉积油墨图案紧密接触可排除溶剂蒸汽。
溶剂蒸发背后的理论总结如下：
图4a和4b非常示意性地示出了溶剂蒸发机制。
在图4a中，液态油墨212在t0＝0时沉积在承印物300上。400表示环境空气(或气体)。油墨212的表面与环境空气400之间的液体界面用“I”表示。液体界面处的浓度恒定C0。溶剂浓度在距界面一定距离处为零(C∞＝0)。
溶剂蒸发机制包含溶剂从液相(即浓度Co)向环境空气(浓度C∞＝0)的迁移/扩散。扩散发生在厚度“x”内。
在图4b(t0>0)中，扩散已经开始。油墨212的溶剂的汽化由层213、213’和213”表示(通过降低点密度来表示)。值得注意的是，与图4a相比，界面I下降了Δ。
图5的示意图表示出了流体动力层和扩散层的扩散层和速度边界层。此处，51表示流体动力层，52表示扩散层，53表示液体表面的溶剂浓度Co，54表示扩散层外的溶剂浓度。V气体是环境气体速度，L是沉积液体油墨的长度。气流方向是由箭头55a和55b表示的从左至右。从图表中明显看出，气流55b具有随着基本垂直于气流方向的距离而增加的速率并且在沉积油墨的表面上方被最大化。
根据粗略的模型，这种机制是由菲克定律驱动的。简而言之，菲克定律描述了扩散速率与影响扩散的因素之间的关系。它指出扩散速率与表面积和浓度差成正比，与扩散层的厚度成反比。溶剂通量(Jm)由等式[1]给出，作为厚度x和时间t的函数:
Figure BDA0003981358090000111
考虑到环境气体在移动，流体动力层厚度由等式[2]给出：
Figure BDA0003981358090000112
其中v是气体的动力粘度，D是气体中溶剂的扩散系数。经识别可知，x为厚度δ(y),结合方程[1]和[2],得到方程[3]:
Figure BDA0003981358090000113
因此，一个结论是，溶剂通量(即干燥时间)通过细化以下参数而显著增加：
-气体速度；
-温度，因为D随空气(气体)温度而变化；
-存在前缘(气流冲击)以最大化液体表面附近的气体速度。
可使用喷嘴特别是喷嘴头产生和引导气流。图6至图9各自示出喷嘴头即喷嘴的排气部的一个示例性横截面侧视图。如前所述，喷嘴可包括外壳和具有至少在整个承印物上延伸的宽度的气体注入通道。然而，喷嘴可包括一个或多个具有气体注入通道的较小管状或圆柱形主体。在一个实施方式中，例如，通过移动式打印头，喷嘴和承印物可设置成相对于彼此可置换。
图6示出了根据本发明的一个实施方式的第一喷嘴头120a的示意图。喷嘴排气部包括设置有引导表面1261的引导部126，其迫使气流111改变方向平行于承印物300的表面。
图7示意性地示出了根据本发明的另一个实施方式的第二喷嘴头120b。喷嘴排气部包括康达表面127，其由于康达效应迫使气流111改变方向基本平行于承印物的表面。康达效应是一种空气动力学现象，根据该现象，当以正确的速度和压力推进时，气体/流体自然地跟随相邻的表面。
图8示意性地示出了第三喷嘴头120c。喷嘴排气部包括两个康达表面127和控制气体喷射通道128。当在通道128中引入气体射流时，气流111由于康达效应而被引导，这迫使气流111改变方向基本平行于承印物300的表面。
图9示意性地示出了第四喷嘴头120d。整个喷嘴或喷嘴排气部略微倾斜。被迫离开喷嘴的气流111冲击承印物的表面，并改变方向基本平行于承印物300的表面。
图10是本发明的另一个实施方式，其中干燥器设备100设置在打印机10外壳之外但沿生产线400靠近打印头单元200。根据本实施例的生产线包括环形带410，其输送要被提供有标记的货物420。本实施方式意味着干燥器装置可设置在需要的位置。
图11是用于控制各种实施方式中所述的根据本发明的干燥器装置的示例性控制器1100的示意图。控制器1100可包括总线1110、处理器1120、存储器1130、只读存储器(ROM)1140、存储设备1150、输入设备1160、输出设备1170和通信接口1180。总线1110允许控制器1100的各组件之间进行通信。控制器1100还可包括一个或多个电源(未示出)。本领域的技术人员将认识到控制器1100可以多种其他方式配置并且可包括其他或不同的元件。
处理器1120可包括解释和执行指令的任何类型的处理器或微处理器。存储器1130可包括随机存取存储器(RAM)或存储由处理器1120执行的信息和指令的另一个动态存储设备。存储器1130还可用于在处理器1120执行指令期间存储临时变量或其他中间信息。
ROM 1140可包括常规的ROM设备和/或存储用于处理器1120的静态信息和指令的另一个静态存储设备。存储设备1150可包括磁盘或光盘及其相应的驱动器和/或一些其他类型的用于存储信息和指令的磁或光记录介质及其相应的驱动器。存储设备1150还可包括用于存储信息和指令的闪存(例如，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))设备。
输入设备1160可包括一个或多个允许用户或其他计算机单元向控制器1100输入信息的常规机制，例如键盘、小键盘、方向键、鼠标、笔、语音识别、触摸屏和/或生物识别机制、计算机接口等。输出设备1170可包括一个或多个向用户输出信息的常规机制，包括显示器、打印机、一个或多个扬声器等。通信接口1180可包括任何使控制器1100能够与其他设备和/或控制器通信的收发器类似机制。例如，通信接口1180可包括到LAN的调制解调器或以太网接口。替代地或附加地，通信接口1180可包括用于经由诸如无线网络的网络进行通信的其他机制。例如，通信接口可包括射频(RF)发射器和接收器以及用于发射和接收RF数据的一个或多个天线。
根据本发明，控制器1100提供了一个平台，通过该平台可控制和调节所述的干燥器装置，并且通过显示与干燥器相关联的信息向操作者提供反馈。根据一个示例性实施方式，控制器1100可响应于处理器1120执行包含在存储器1130中的指令序列而执行各种过程。此类指令可从另一个计算机可读介质(例如存储设备1150)或经由通信接口1180从单独的设备读入存储器1130。应当理解，计算机可读介质可包括一个或多个存储设备或载波。包含在存储器1130中的指令序列的执行使得处理器1120执行下文将描述的动作。在替代实施方式中，硬接线电路可代替软件指令或与软件指令组合使用以实施与本发明一致的方面。因此，本发明不限于硬件电路和软件的任何特定组合。
图12示出了干燥时间随气体速度变化的实验曲线图。此处0m/s的空气/气体速度意味着无气流，这对应最重要的干燥时间。
该曲线是在使用具有粘度为4cps的黑色染料的醇基油墨进行实验期间获得的。打印图案由点矩阵组成，每个点都来自体积为350pl的墨滴。使用的打印机是申请人生产的商用CIJ打印机“small character range”。
显然，干燥器加快了干燥过程。在这种情况下，在大约155m/s的空气流速下，醇溶剂的干燥时间从大约1.6s减少到0.2s。
已经出于说明和描述的目的呈现了本发明的实施方式的前述描述。前述描述并非旨在穷举或将本发明的实施方式限制为所公开的精确形式，并且根据上述教导，修改和变更是可能的，或者可从本发明的各种实施方式的实践中获得。选择和描述本文讨论的实施方式是为了解释本发明的各种实施方式的原理和性质及其实际应用，以使本领域技术人员能够在各种实施方式中利用本发明并进行各种修改以适于预期的特定用途。在此描述的实施方式的特征可组合在方法、装置、模块和系统的所有可能的组合中。
应当注意，词语“包括”不排除除列出的那些之外的其他元件或步骤的存在，并且元件前面的词语“一(a)”或“一个(an)”不排除多个此类元件的存在。还应当注意，任何附图标记不限制权利要求的范围，本发明可至少部分地通过硬件和软件来实施，并且若干“装置”、“单元”或“设备”可由相同的硬件来表示。

Claims (15)

1.一种干燥器装置(100)，所述干燥器装置被配置为设置在液体油墨沉积打印头(210)的下游，并加快沉积在承印物(300)的表面(310)的区域上的液体油墨(211)的干燥时间，其特征在于，所述装置包括至少一个喷嘴部(120a-120c)，所述喷嘴部包括被配置为在所述区域上产生并引导具有气流速度和/或气流形状的层流气流(111)的喷嘴，使得所述气流呈现前缘和相邻气体层之间的速度差，并且所述气流传播速度的变化率随着垂直于流动方向的距离而增加，使得所述液体油墨的溶剂部分的蒸发速率增加，并且所述气流传播速度的变化率随着垂直于气流方向的距离而增加并且在所述承印物的表面(310)和沉积油墨(212)上方被最大化。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，装置基于关于所述油墨的信息针对不同的溶剂进行控制和调节气流参数。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述气流具有一个或多个特性，包括：
·流厚度在50μm至500μm之间，优选在100μm至500μm之间；
·流速度在10m/s至150m/s之间，优选在80m/s至100m/s之间；
·温度在0℃至150℃之间，优选100℃。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述喷嘴部在与承印物位移方向相同的方向上引导气流。
5.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括以下一项或多项：
·气流放大器设备，所述气流放大器设备与所述喷嘴连通，并且其中所述气流从所述气流放大器中排出；
·气体入口(130)，所述气体入口连接到一个或多个打印机外壳或外部源。
6.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括被配置为机械地控制喷嘴排气部处的所述气流方向的设备。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述喷嘴部被配置为具有一个或多个特性，包括：
·相对于所述承印物平面的垂直轴在70°至80°的角度范围内倾斜；
·用于产生用于引导所述气流的康达效应的设备；
·用于引导所述气流的引导表面。
8.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括以下一项或多项：
·检测设备(160)，所述检测设备被配置为检测承印物、承印物类型、承印物表面类型或承印物速度中的一项或多项；
·单元，所述单元接收打印机配置以采用所述气流；
·加热元件(140)；
·控制器(110)，所述控制器被配置为执行以下一项或多项：
·控制气流产生装置(150)；
·控制所述加热元件(140)；
·调整所述加热元件(140)对于所述承印物的速度的响应时间；
·控制一个或多个气流参数并调节到每种溶剂匹配一个液体油墨干燥时间。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述气体是空气。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述打印机是连续喷墨(CIJ)打印机。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述打印机的墨滴体积为10pl至10000pl，优选200pl至2000pl。
12.根据权利要求1所述的装置，其中所述液体油墨包括溶剂或溶剂混合物，其中所述溶剂或溶剂混合物在25℃下具有在1mbar至100mbar范围内的低蒸汽压。
13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，所述装置还包括净化设备，所述净化设备被配置为净化来自所述气源的气体，从而最小化溶剂量。
14.一种打印机，所述打印机包括被配置为将墨滴沉积到承印物(300)上的打印头(210)和打印控制器，所述打印机包括根据权利要求1所述的装置。
15.一种蒸发沉积在承印物表面的区域上的液体油墨的溶剂部分的方法，所述方法包括通过喷嘴在该区域上产生具有预定流速度和/或形状的层流气流，使得所述气流呈现前缘和相邻气体层之间的速度差，并且所述气流传播速度的变化率随着垂直于流动方向的距离而增加，使得所述液体油墨的溶剂部分的蒸发速率增加，并且在所述承印物的表面和沉积油墨上的气体速度梯度被最大化。
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